Curr Neuropharmacol. 2011 mar; 9 (1): 63 – 67.
Ta članek je bil citira drugi členi v PMC.
Minimalizem
Namen pričujoče študije je bil raziskati, ali se funkcija nagrajevanja možganov med odtegnitvijo nikotina in metamfetamina zmanjšuje in ali je zmanjšana nagradna funkcija povezana z odbojnostjo med odtegnitvijo teh zdravil. V ta namen so moške podgane Sprague-Dawley kronično infuzirale subkutano z nikotinom 9 mg / kg na dan ali z metamfetaminom 6 mg / kg na dan z uporabo osmotskih mini črpalk. V paradigmi intrakranialne samo-stimulacije (ICSS) je kronična infuzija nikotina in metamfetamina znižala pragove za lateralni hipotalamični ICSS, medtem ko so njihovi antagonisti, mekamilamin in haloperidol zvišali pragove ICSS pri podganah, zdravljenih z nikotinom in metamfetaminom. V paradigmi averzije, ki je bila pripravljena, sta mecamilamin in haloperidol povzročila odvračanje pri podganah, ki jih je infuziral nikotin in metamfetamin. Zanimivo je, da so bile povišanje mejnih vrednosti za plačilo ICSS in odvračanje od mesta med odvzemom nikotina, oborjenih z kamamilaminom, skoraj enake velikosti kot pri odvzemu metamfetamina, oborjenega s haloperidolom. Ta študija kaže, da se je funkcija nagrajevanja možganov 1 med odvzemom nikotina in metamfetamina zmanjšala, 2) pa lahko zmanjšanje funkcije nagrajevanja odraža negativno afektivno stanje (odklonost) med odvzemom nikotina in metamfetamina.
1. UVOD
Klinični dokazi kažejo, da so lahko afektivni znaki abstinenčnega sindroma bolj pomembni za hrepenenje in ponovitev kompulzivne uporabe drog kot somatski znaki odtegnitve [1-3]. Zaradi tega so bili afektivni vidiki odvisnosti od drog obsežno raziskani z uporabo različnih vrst eksperimentalnih paradigem. Med njimi se za merjenje funkcije nagrajevanja možganov široko uporablja tehnika intrakranialne samo-stimulacije (ICSS). V študijah na živalih akutno jemanje zlorabe drog znižuje pragove za nagrado ICSS [4, 5] in povečana občutljivost za stimulacijo velja za merilo evforije, ki jo povzroči droga [6]. Poleg tega obstaja domneva, da se lahko nagrada ICSS zniža po večkratnem jemanju zlorabe, ki je posledica nenasadovanih sprememb sistemov nagrajevanja možganov, in odraža disforijo med odvzemom zdravila [7, 8]. Številne študije so pokazale zvišanje mejnih vrednosti nagrad ICSS med umikom različnih vrst zlorabe drog, vključno z amfetaminom [9], kokain [6], opiati [10], etanol [11] in nikotin [12], vsi pa podpirajo omenjeno hipotezo. Zato je bila pričujoča študija zasnovana z namenom razjasniti, ali so zvišanja pragov za nagrado ICSS povezana z negativnim afektivnim stanjem umika, posebej osredotočena na dve različni vrsti psihostimulantov, nikotin in metamfetamin.
2. MATERIALI IN METODE
2.1. Živali
Sedemindvajset samcev podgan Sprague-Dawley (332-396 g), pridobljenih od podjetja Clea Japan Inc. (Tokio), so bili posamično nameščeni v sobi za živali pri regulirani temperaturi (22 ± 2 ºC) s svetlobnim / temnim ciklom 12 / 12 ure (prižge se pri 8: 00 AM). Vsako podgano so v celotnem poskusu hranili z 15 g hrane (voda prosto dostopna), razen za obdobje 3 dni pred in 7 dni po operaciji. Ta poskus je bil izveden v skladu z načeli laboratorijske oskrbe živali Univerze v Jikei.
2.2. Droge
(-) - nikotin hidrogen tartarat (Sigma, St. Louis, MO, ZDA), mekamilamin hidroklorid (Sigma), (-) metamfetamin hidroklorid (Dainipponn Seiyaku, Japonska) in haloperidol hidroklorid (Sigma) sta bila raztopljena v fiziološki raztopini in injicirana v prostornina 1.0 ml / kg.
2.3. Intrakranialna samo-stimulacija
2.3.1. Aparati
Standardna operacijska komora 29.5 (W) x 23.5 (L) x 28.7 (H) cm (ENV-008; Med Associates, Inc., St. Albans, VT, ZDA), opremljena z eno ročico in lučjo nad lučjo na sprednji steni in uporabljena hišna luč na zadnji steni. Bočne stene so bile narejene iz prozornega pleksi stekla.
2.3.2. Operacija
Podgane smo anestezirali z natrijevim pentobarbitonom (50mg / kg, ip) in jih pripravili z bipolarno elektrodo iz nerjavečega jekla (Neuroscience, Japonska) v lateralnem hipotalamusu (koordinate 3.8mm od zadaj do bregme; 1.4mm bočno do srednje črte; 8.4mm ventral to dura) v atlas Paxinosa in Watsona [13]. Za uravnovešanje možganske možganske asimetrije je polovica podgan dobila vsadke na desni strani možganov, druga pa na levi strani.
2.3.3. Postopek
Na treningih ICSS sta se prižgali hišna lučka in lučka za luč in električni dražljaji so bili dani vsakič takoj, ko je podgana pritisnila na ročico. Stimuli so bili sestavljeni iz pravokotnih katodnih impulzov 1.5 msec, ki jih 100 Hz odda za 150 msec s fiksnim tokom 120 μA. Vsak trening je trajal min. 15. Izobraževanje po ICSS-ju je potekalo vsaj 6 dni in nadaljevalo, dokler število zaporednih pritiskov ročice ni bilo več kot 30 na minuto 3 dni zapored.
Za merjenje izhodiščne vrednosti odziva ICSS smo pred vsakim testom praga ICSS izvedli preskus za osnovno linijo 15 min. Postopek osnovnega testa je bil enak kot pri usposabljanju ICSS. Preizkusni prag ICSS je bil sestavljen iz časovnih zalogov 11 min 3 min, ločenih z minuto časa 1. Med časovnim izhodom sta ugasnila hišna lučka in iztočnica. V vsaki preskusni posodi so bile te lučke vklopljene in podgane so po vsakem pritisku ročice prejemale električno stimulacijo. Čez posode se je električni stimulacijski tok zmanjšal za 10 μA z 120 μA na 20 μA v padajočem vrstnem redu.
Za vse podgane je bila pred vsaditvijo mini črpalk določena stabilna izhodiščna točka odziva ICSS. Na dan 1 je bila podkožno implantirana podgana, podvržena anesteziji z dietileterom, osmotski mini črpalki (Alzet 2001, Alza Corporation, CA, ZDA) s pretokom 1.03 μl / h, napolnjenim z nikotinom ali metamfetaminom v fiziološki raztopini. Koncentracija nikotina in metamfetamina je bila prilagojena za razlike v telesni teži, vendar je bila približno 116 in 77.3 mg / ml, kar je povzročilo nenehno podkožno infuzijo s hitrostjo 9 mg / kg na dan nikotina in s hitrostjo 6 mg / kg na dan metamfetamina po metodi predhodne študije [14]. ICSS test praga je bil izveden na dneve 2, 4 in 6 po implantaciji mini črpalk.
Na dan 7 po implantaciji mini črpalke so podgane prejele mekamilamin (0.0, 0.1, 0.5, 1.0 mg / kg, sc) v skupinah, ki vsebujejo nikotin in fiziološko raztopino, ali haloperidol (0.0, 0.1, 0.25, 0.5 mg / kg, sc) v skupinah z infuzijo metamfetamina in s fiziološko raztopino 15 min pred začetkom preizkusa praga ICSS z uporabo zasnove latinskega kvadrata znotraj subjektov. Živali so se morale vrniti na izhodiščne mejne vrednosti ICSS vsaj za eno sejo ICSS pred naslednjimi injekcijami antagonista ali nosilcev.
2.3.4. Histologija
Podgane so žrtvovali z globoko anestezijo s pomočjo natrijevega pentobarbitala. Možgani so bili odstranjeni in shranjeni v raztopini formaldehida 10%. Mozak je bil rezan pri debelini 100 µm in konico elektrode smo mikroskopsko pregledali.
2.4. Pogoj Kraj Averzija
2.4.1. Appatarus
Kondicioniranje prostora je potekalo po metodi Suzukija et al. [15, 16]. Naprava je bila sestavljena iz škatla (shuttle box) (30 × 60 × 30 cm: š × l × h), ki je bil razdeljen na dva predelka enake velikosti. En predal je bil bel s teksturiranim podom, drugi pa črn z gladkim podom.
2.4.2. Postopek
Na dan 1 so podgane pripravili z osmotskimi mini črpalkami, ki vsebujejo nikotin, metamfetamin ali fiziološko raztopino, pod enakimi pogoji, kot so opisane v študiji ICSS.
Zjutraj (9: 00) na dan 7 nikotina ali metamfetaminskih infuzij so podganom subkutano injicirali antagonist preskusnega zdravila (mekamilamin ali haloperidol) ali fiziološko raztopino (1.0 ml / kg) in takoj zaprli v en oddelek preskusna naprava za 60 min. Zvečer (21: 00) istega dne smo podgane obdelali s fiziološko raztopino ali antagonistom (mekamilaminom ali haloperidolom) in jih zaprli v drugi predel za min. 60. Združitve injekcij (antagonista ali fiziološke raztopine) in predela (bele ali črne) so bile uravnovešene pri vseh preiskovancih. Kontrolne podgane v skupinah z nikotinom, metamfetaminom in fiziološko raztopino so injicirale s fiziološko raztopino namesto mekamilamina ali haloperidola med sejo kondicioniranja. Po injekcijah fiziološke raztopine so bile podgane zjutraj zaprte v en predel, zvečer pa v drug predel.
Zjutraj na dan 8 so bili opravljeni preskusi kondicioniranja na naslednji način: predelna stena, ki je ločevala oba predelka, je bila dvignjena na 12 cm nad tlemi in nevtralna ploščad je bila vstavljena vzdolž šiva, ki je ločeval predelke. Čas, porabljen v vsakem oddelku med sejo 900, je samodejno meril senzor infrardečega žarka (kn-80, Natsyme Seisakusho, Tokio, Japonska).
2.5. Ocena somatskih odvzemnih znakov
V poskusu ICSS smo vsako podgano postavili v cilindrično plastično opazovalno komoro takoj po prenehanju seje praga za nagrado ICSS po dajanju mekamilamina ali haloperidola, somatske odtegnitvene znake pa smo opazili za 10 min. Med oceno somatskih odtegnitvenih znakov je bila pogostost abstinenčnih simptomov zabeležena z uporabo lestvice opiate-abstinence, spremenjene za oceno nikotinske ali metamfetaminske abstinence [1]. Strokovnjaki so bili slepi za zdravljenje vsake podgane. V poskusu CPP smo opazili somatske odtegnitvene znake na enak način kot v eksperimentu ICSS, razen dejstva, da je bilo v aparaturi CPP opaženo somatsko znamenje abstinence.
2.6. Analiza podatkov
Za ukrep odziva ICSS je bilo kot ukrep uporabljeno število ojačitev na minuto v vsakem košu. V preskusnih dneh se je število ojačitev pri vsakem električnem toku pretvorilo v odstotek izhodiščne vrednosti, dobljene na ta dan. Za določitev praga ICSS smo krivuljo v obliki črke S prilagodili posamično po modelu sigmoid-Gompertz. S tem modelom smo kot prag ICSS določili električni tok, ki povzroča 50% odzivne vrednosti. Vsi podatki so bili analizirani z dvosmerno analizo variance v ponavljajočih se preiskovancih (ANOVA), ki ji je sledila Tukeyjeva metoda proučevanja obsega po opazovanju statistično pomembnega učinka pogojev zdravljenja v ANOVA.
Rezultati pogojev za kondicioniranje predstavljajo čas, preživet na mestu z drogami, zmanjšan za čas, ki ga je preživel na mestu, v katerem so vozila, in so izraženi kot povprečni podatki ± SEM vedenjski podatki so bili statistično ovrednoteni z dvosmernim ponovljenim ukrepom ANOVA, ki je bil uporabljen za določitev učinki zdravljenja na kondicioniranje kraja, ki ga povzroča antagonist. Ko je ANOVA pokazala prisotnost pomembnega učinka, je bila izvedena nadaljnja analiza s Tukeyjevo metodo Studentized Range.
3. REZULTATI
3.1. Mejni vrednosti ICSS
Med kroničnim dajanjem nikotin (F (2, 35) = 5.28, P<0.01) in metamfetamin (F (2, 35) = 7.62, P<0.01) znatno znižala pragove za nagrado ICSS. Primerjave posameznih vrednosti so pokazale pomembne učinke na dan 4 in dan infundiranja nikotina (P<0.05) in na dan 2, dan 4 in dan infuzije metamfetamina (P<0.05).
Kot prikazuje slika (11), pri podganah z infuzijo kroničnega nikotina in metamfetamina, mekamilaminom (F (1, 47) = 9.59, P<0.01) in haloperidol (F (1, 47) = 10.64, P<0.01) povzročil znatno povišanje pragov nagrajevanja ICSS. Posamezne primerjave povprečja so pokazale pomembne učinke pri 1.0 mg / kg mecamilamin (P<0.05) in pri 0.25 in 0.5 mg / kg haloperidola (P<0.05). Pri podganah, ki so jim dajali nikotin, ni bilo pomembnega učinka odmerka (F (3, 47) = 1.87, P> 0.05) ali pri podganah, infuziranih z metamfetaminom (F (3, 47) = 2.24, P> 0.05) ali interakcija med zdravljenjem in odmerkom pri podganah, ki so jim dajali nikotin (F (3, 47) = 1.56, P> 0.05) ali pri podganah, infuziranih z metamfetaminom (F(3, 47) = 1.77, P> 0.05).
3.2. Odpornost do pogojenih mest (CPA)
Kot prikazuje slika (22), podgane za nadzor fiziološke raztopine niso imele nobene možnosti za noben oddelek. Mecamilamin in haloperidol pri podganah, infuziranih s fiziološko raztopino, nista povzročila niti pomembnejših preferenc glede mesta. Po drugi strani pa mekamlamin (F (1, 47) = 8.62, P<0.01) in haloperidol (F (1, 47) = 11.28, P<0.01) je pri kroničnih podganah, ki so prejemale nikotin in metamfetamin, povzročil odpor do mesta. Pri 1.0 mg / kg mekamilamina so opazili pomembno odpornost do mesta (P<0.01) in pri 0.25 in 0.5 mg / kg haloperidola (P <0.05 in P <0.01). Pri podganah, ki so jim dajali nikotin, ni bilo pomembnega učinka odmerka (F (3, 47) = 1.98, P> 0.05) ali pri podganah, infuziranih z metamfetaminom (F (3, 47) = 2.56, P> 0.05) ali interakcija med zdravljenjem in odmerkom pri podganah, ki so jim dajali nikotin (F (3, 47) = 1.74, P> 0.05) ali pri podganah, infuziranih z metamfetaminom (F (3, 47) = 2.28, P> 0.05).
3.3. Somatski znaki
Skupno število somatskih znakov se med dajanjem z mecamilaminom pri uporabi mekamilamina ni razlikovalo niti pri preskusu z ICSS (F (1, 47) = 2.02, P> 0.05) ali v poskusu CPA (F (1, 47) = 1.87, P> 0.05). Poleg tega se med poskusi ICSS med podganami, zdravljenimi z metamfetaminom in fiziološko raztopino, niso razlikovale (F (1, 47) = 1.53, P> 0.05) ali v poskusu CPA (F (1, 47) = 2.33, P> 0.05).
3.4. Histološka analiza
Rezultati histološke analize so pokazali, da so konci elektrod locirani na območju stranskega hipotalamusa v prednjem / zadnjem območju, ki sega od -3.84 mm do -4.20 mm od bregme. Med lokacijami elektrod kontrolnih in poskusnih živali ni bilo razlik (sl. 33).
4. DISKUSIJA
Rezultati trenutne študije kažejo, da kronično dajanje nikotina in metamfetamina znižuje pragove za nagrado ICSS, medtem ko njihovi antagonisti, mekamilamin in haloperidol zvišujejo pragove ICSS in povzročajo CPA pri podganah, zdravljenih z nikotinom in metamfetaminom. Glede sprememb v nagradni shemi možganov med odvzemom je bilo trdljeno, da se, ko se odvisnost razvija, v istih možganskih krogih pojavijo nevroadaptacije, ki posredujejo ojačujoče ali nagrajujoče učinke zlorabe drog po akutni uporabi, kar vodi v izražanje negativnih afektivnih učinkov znaki odtegnitve ob abstinenci z zdravili [7, 8]. V skladu s tem pojmom je pričujoča študija pokazala, da nikotin in metamfetamin med akutnim dajanjem kažejo znižanje pragov za nagrado ICSS in se poveča med odtegnitvijo, ki je oborjeno z antagonisti. Druge droge, kot je kokain [6], opiati [10] in etanol [11] so tudi poročali, da povzročajo podoben vzorec učinkov na prage za nagrado ICSS. Vprašanje, ali takšne spremembe v nagradni shemi možganov zadostujejo za upoštevanje negativnih vplivov posledic umika, se že preučuje. Paradigma CPA je koristen in občutljiv vedenjski indeks za odkrivanje odtegnitvene averzije, kot so poročali v prejšnjih študijah, ki so vsebovale nikotin [15, 16] in opiati [17, 10]. V tej študiji sta mekacilamin in haloperidol povzročila CPA v odmerkih, ki kažejo zvišanje pragov za nagrado ICSS, kar kaže, da lahko zvišanje praga za nagrado ICSS povzroči odvračanje med odvzemom nikotina in metamfetamina. Po drugi strani mekamilamin in haloperidol nista izzvala somatskih odtegnitvenih znakov. Znano je, da so somatski znaki umika iz psihostimulantov šibkejši od tistih, ki jih dobijo opiati, barbiturati in alkohol. Poleg tega je težje opaziti somatske odtegnitvene znake, ki jih povzročijo nikotinski antagonisti, kot tiste, ki jih povzroči spontani umik [12]. Zanimivo je, da se v tej študiji zvišanje mejnih vrednosti za nagrado ICSS in odvračanje od mesta med odvzemom nikotina skorajda ne spreminjata kot opažena med odvzemom metamfetamina, kar lahko kaže na to, da se zmanjšanje funkcije nagrajevanja možganov, kar vodi do odvzema odtegnitve, ne more bistveno razlikovati po intenzivnosti med nikotinom in metamfetaminom, ne glede na akutne učinke teh zdravil na sistem nagrajevanja. Z drugimi besedami, domneva se, da se nevroadaptacije v nagradni shemi možganov razvijejo skoraj do enakih ravni med nikotinom in metamfetaminom, čeprav v različni meri spodbudijo sistem nagrajevanja, saj je akutni metamfetamin močnejši od akutnega nikotina. Vendar pa so potrebne dodatne študije za razjasnitev tega vprašanja z uporabo širšega obsega odmerkov drog ali drugih vrst eksperimentalnih paradigem.
V zaključku pričujoča študija kaže, da se je funkcija nagrajevanja možganov 1 med znižanjem nikotina in metamfetamina zmanjšala, 2) pa lahko zmanjšanje funkcije nagrajevanja odraža negativno afektivno stanje (odklonost) med odvzemom nikotina in metamfetamina.
ZAHVALA
Študijo so delno podprli štipendije Japonskega ministrstva za izobraževanje, kulturo, šport, znanost in tehnologijo (št. 16591166) in Fundacije za raziskave kajenja.
VIRI
;